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在制造半导体器件时为什么

发布时间: 2021-01-10 15:09:05

半导体之所以用来制造半导体器件,是因为它的导电能力在外界因素影响下有其哪些独特的功能

半导体之所以用来制造半导体器件,是因为它的导电能力在外界因素影响下会发生变化,如果温敏,光敏,掺杂等。

⑵ 半导体——二极管

半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)。它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。
分类特征
按材料分有锗、硅或砷化镓;按结构分有点接触、pn结、pin、肖特基势垒、异质结;按原理分有隧道、变容、雪崩和阶跃恢复等。主要用于检波、混频、参量放大、开关、稳压、整流等。光通信发展后,出现发光、光电、雪崩光电、pin光电、半导体激光等二极管。
主要参数
二极管
★最大整流电流IF:指二极管长期工作,允许通过的最大直流电流。
★最高反向工作电压UR:指二极管正常使用允许加的最高反向电压。
稳压管:稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。当稳压管外加反向电压的数值大到一定程度时则击穿。
稳压管
★稳定电压UZ:UZ是在规定电流下稳压管的反向击穿电压。
★稳定电流IZ: IZ是稳压管工作在稳压状态时的参考电流。只要不超过稳压管的额定功率,电流愈大,稳压效果愈好。
★额定功耗PZM:PZM等于稳压管的稳定电压UZ与最大稳定电流IZM的乘积。稳压管超过此值时,会因结温升高而损坏。
★动态电阻rZ:rZ为稳压管工作在稳压区时,稳压管电压的变化量与电流变化量之比,即 。rZ愈小,电流变化时UZ的变化愈小,稳压性能愈好。
★温度系数 : 表示温度每变化1°C稳压值的变化量,即 = 。
限流电阻:稳压管电路中必须串联一个电阻来限制电流,从而保证稳压管正常工作,故称这个电阻为限流电阻。

⑶ 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体,导电性能极差,又将其掺杂, 改善导电性

由于金属材料的帕尔帖效应是相对较弱的,而半导体材料基于帕尔帖原理运行,所产生的效应也会更强一些,所以,在制冷的材料中,半导体就成为了主要的原料。

半导体制冷技术的应用原理是建立在帕尔帖原理的基础上的。1334年,法国科学家帕尔帖发现了半导体制冷作用。帕尔贴原理又被称为是”帕尔贴效益“,就是将两种不同的导体充分运用起来,使用A和B组成的电路,通入直流电,在电路的接头处可以产生焦耳热,同时还会释放出一些其它的热量。

此时就会发现,另一个接头处不是在释放热量,而是在吸收热量。这种现象是可逆的,只要对电流的方向进行改变,放热和吸热的运行就可以进行调节,电流的强度与吸收的热量和放出的热量之间存在正比例关系,与半导体自身所具备的性质也存在关系。

(3)在制造半导体器件时为什么扩展阅读:

本征半导体不宜用于制作半导体器件,因其制成的器件性能很不稳定。反之,掺入一定量杂质的半导体称为杂质半导体或非本征半导体,这是实际用于制作半导体器件及集成电路的材料。

本征半导体的导电能力很弱,热稳定性也很差,因此,不宜直接用它制造半导体器件。半导体器件多数是用含有一定数量的某种杂质的半导体制成。根据掺入杂质性质的不同,杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种。

⑷ 在制作半导体时,为什么先将导电性能介于导体与绝缘体之间的硅和锗制

我觉得是因为这样才能保证其单向导电性吧(pn结具有单向导电性)

⑸ 什么是半导体 为什么芯片要用半导体做

锗、硅、硒、砷化来镓及许多自金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。

⑹ 为什么制造半导体时要先提纯后掺杂质

因为制造半导体器件和集成电路时,最重要的是要很好地控制掺回入的杂质的种类和数答量(浓度);而且有些杂质对半导体载流子的影响也很不好(例如减短寿命、降低迁移率)。
为了达到能够可控的掺杂和去掉有害杂质,就必须事先把作为原始材料的Si片提纯——使之成为本征半导体。否则就难以实现有目的地掺杂和做好器件和电路。

⑺ 杂质在元素半导体 Si和Ge中的作用

1)
本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。绝对零度时价带被价内电子填满,导带是空的。
2)
随着容温度的升高,本征载流子浓度迅速地增加,在本征时器件不能稳定工作。而对于掺杂半导体,室温附近载流子主要来源于杂质电离,在杂质全部电离的情况下,载流子浓度一定,器件就能稳定工作。所以,制造半导体器件一般都会用含有何当杂志的半导体材料,而且每一种半导体材料制成的器件都有一定的极限工作温度,超过这一温度后,器件就会失效。
3)
杂质在元素半导体
Si和Ge中的作用:是半导体Si\Ge的导电性能发生显著的改变。
希望能够帮到你,满意请采纳,谢谢o(∩_∩)o
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⑻ 在制造半导体器件时,为什么先将导电性能介于导体和绝缘体之间的硅或者锗制成本征半导体,使之导电性极差,

以下的半导体都是选Si来说的,它是四价元素,在此说明。
1、先说明本征半导版体是什么:
将纯净权的半导体经过一定的工艺制成单晶体,即本征半导体。这样的半导体中,每个原子与其他原子都是通过共价键连接的,比较稳固,而且是平铺形式的,。
2、N型:它的每个原子都与其他形成了4个共价键,若在其中掺入了5价元素,则5价元素在与Si结合完之后,还剩一个电子,这个电子就变成了自由电子。所以,这种叫做电子型半导体,即N型。
3、P型:若掺入了3价元素,则有一个地方是空的,所以,这种叫空穴型半导体,即P型。
4、制作N型P型半导体,是为了制成PN结,这是很多电子元件的基础。
5、在PN结中,电子和空穴由于扩散作用,通过了结面,然后和对面的空穴或者电子结合。但是,由此,P带了负电,N带了正电。这就是内电场。
6、现在加电压,当正极接P,负极接N时,外加电场会抵消内电场,这样就能够达到通电的作用。若相反,则内电场会被加大,导致电荷不能移动,故没有电流。所以,电流只能从P通到N,这就制成了二极管,PNP,NPN就是三极管。

⑼ 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体

由于金属材料的帕尔帖效应是相对较弱的,而半导体材料基于帕尔帖原理运行,所产生的效应也会更强一些,所以,在制冷的材料中,半导体就成为了主要的原料。

半导体制冷技术的应用原理是建立在帕尔帖原理的基础上的。1334年,法国科学家帕尔帖发现了半导体制冷作用。帕尔贴原理又被称为是”帕尔贴效益“,就是将两种不同的导体充分运用起来,使用A和B组成的电路,通入直流电,在电路的接头处可以产生焦耳热,同时还会释放出一些其它的热量。

此时就会发现,另一个接头处不是在释放热量,而是在吸收热量。这种现象是可逆的,只要对电流的方向进行改变,放热和吸热的运行就可以进行调节,电流的强度与吸收的热量和放出的热量之间存在正比例关系,与半导体自身所具备的性质也存在关系。

(9)在制造半导体器件时为什么扩展阅读

本征半导体不宜用于制作半导体器件,因其制成的器件性能很不稳定。反之,掺入一定量杂质的半导体称为杂质半导体或非本征半导体,这是实际用于制作半导体器件及集成电路的材料。

本征半导体的导电能力很弱,热稳定性也很差,因此,不宜直接用它制造半导体器件。半导体器件多数是用含有一定数量的某种杂质的半导体制成。根据掺入杂质性质的不同,杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种。

⑽ 制造半导体器件时根据哪些原则选择衬底

。。。。明天答辩会不会问啊。 衬底材料的选择主要取决于以下九个方面:
结构特性好,外延材料与衬底的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小
界面特性好,有利于外延材料成核且黏附性强
化学稳定性好,在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀
热学性能好,包括导热性好和热失配度小
导电性好,能制成上下结构
光学性能好,制作的器件所发出的光被衬底吸收小
机械性能好,器件容易加工,包括减薄、抛光和切割等
价格低廉
大尺寸,一般要求直径不小于2英吋
衬底的选择要同时满足以上九个方面是非常困难的。所以,目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发和生产。用于氮化镓研究的衬底材料比较多,但是能用于生产的衬底目前只有二种,即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。表2-4对五种用于氮化镓生长的衬底材料性能的优劣进行了定性比较。
评价衬底材料必须综合考虑下列因素:
衬底与外延膜的结构匹配:外延材料与衬底材料的晶体结构相同或相近、晶格常数失配小、结晶性能好、缺陷密度低;
衬底与外延膜的热膨胀系数匹配:热膨胀系数的匹配非常重要,外延膜与衬底材料在热膨胀系数上相差过大不仅可能使外延膜质量下降,还会在器件工作过程中,由于发热而造成器件的损坏;
衬底与外延膜的化学稳定性匹配:衬底材料要有好的化学稳定性,在外延生长的温度和气氛中不易分解和腐蚀,不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降;
材料制备的难易程度及成本的高低:考虑到产业化发展的需要,衬底材料的制备要求简洁,成本不宜很高。衬底尺寸一般不小于2英寸。

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